冲模毕业设计说明书格式.doc
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1、湘潭大学毕业设计说明书题 目:限位板冲压模设计学 院:湖 南 工 学 院专 业:模具设计与制造学 号:910709100106姓 名:杨 昊指导教师:曹 尉 南 老 师完成日期:2010-03-01目录引言.5第一章 零件的工艺性分析.6第二章 工艺方案的选择与确定.7第三章 搭边与排样.8第四章 计算冲压力与压力中心.9第五章 初选设备.12第六章 凸、凹模刃口尺寸的确定 13第七章 模具的总体结构设计. 18第八章 工作零件的设计与计算21第九章 其他工艺结构零件的设计与选用.24第十章 校核设备25第十一章 模具的装配与试模.26参考文献.27附录.27湘潭大学 毕业论文(设计)任务书论
2、文(设计)题目:限位板冲裁模具设计学 号:910709100106 姓名: 杨 昊 专业: 模具设计与制造 指导教师:曹 尉 南老师 系主任:李 应 明 老师 一、主要内容及基本要求 对工件进行工艺分析。根据制件材料,形状,尺寸等要求确定合适的成型工艺选定相应的成型设备和成型工艺参数,完成成型模具的设计,基本要求如下: 1.绘制成型模具装配图 1张 2.绘制成型模具全套零件图 1套 3.编写设计说明书 1份 二、重点研究的问题根据制件材料,形状,尺寸等要求如何确定合适的成型工艺选定相应的成型设备和成型工艺参数。了解各种不同材料的冲压工艺及成型过程,了解模具凸、凹的计算过程,了解冲压设备的各种工
3、艺及成型过程。三、进度安排序号各阶段完成的内容 完成时间1收集资料、查找相关的参考文献1 周2确定成型工艺、选择成型设备和成型工艺参数1 周3设计模具的主体结构、模具零件的设计与计算2 周4绘制成型模具装配图1 周5绘制全套模具零件图3 周6编写设计说明书、翻译英文资料1 周7 毕业答辩1 周8四、应收集的资料及主要参考文献1. 夏巨谌、李志刚主编. 中国模具设计大典.南昌:江西科学技术出版社 , 2003 2. 郑家贤主编. 冲压工艺与模具设计实用技术.北京:机械工业出版社 ,2005 3. 周良德、朱泗芳等编. 现代工程图学 .长沙:湖南科学技术出版社 , 2000 4. 徐政坤主编. 冲
4、压模具及设备.北京:机械工业出版社, 2005 5. 第四机械工业部标准化研究所.冷压冲模设计.第四机械工业部标准化研究所, 1979 6. 肖景容、姜奎华主编. 冲压工艺学.北京:机械工业出版社 , 1999引言本次设计,是我的一次较全面的设计能力训练,通过这次训练,我对模具基础知识及工程力学、互换性与测量技术、机械制图、金属工艺学、机械工程材料专业基础课之间的联系有了一个较为系统全面的认识,同时也加深了对所学知识的理解和运用,将原来看来比较抽象的内容实现为具体化.这次课程设计初步掊养了我理论联系实际的设计思想,锻练了我综合运用模具设计和相关课程的理论,结合和生产实际分析和解决工程实际问题的
5、能力,巩固、加深和扩展了有关机械设计方面的知识。通过制订设计方案,合理选择传动机构和零件类型,正确计算零件的工作能力、确定尺寸和选择材料,以及较全面地考虑制造工艺、使用和维护等要求,之后进行结构设计,达到了解和掌握模具零件、机械传动装置和简单模具的设计过程和方法,对如计算、绘图、熟练和运用设计资料(包括手册、图册、标准和规范等)以及使用经验数据、进行经验估算和处理数据等方面的能力进行了一次全面的训练。因为本课程的主要目标是培养我们具有基本冲裁模设计能力的技术基础课,因此通过设计的实践,使我了解到模具设计的基本要求、基本内容和一般程序,掌握了机械零件常用的设计准则。针对课程设计中出现的问题查阅资
6、料,大大扩展了我们的知识面,培养了我们在模具工业方面的兴趣及实际动手能力,对将来我在模具方面的发展起了一个重要的作用。本次课程设计是我对所学知识运用的一次尝试,是我在机械知识学习方面的一次有意义的实践。本次设计,我完全自己动手做,独立完成自己的设计任务,通过这次设计,弄懂了一些以前书本中难以理解的内容,加深了对以前所学知识的巩固。在设计中,通过非常感谢李应明老师的指导,使自己在设计思想、设计方法和设计技能等方面都得到了良好的训练。一 已知条件(1)如下图(1-1)所属为冲裁零件限位板零件名称:限位板零件材料:Q235A生产要求:大批量生产图1-1A表示Wc碳的含量在 0.14%0.22%的低硬
7、钢计算及说明备注第一章 零件的工艺分析(1)冲孔如图(1-1)所示零件尺寸,宽带b=42mm,厚度t=3mm,满足设计要求d2t,且冲裁件外形由直线和圆弧组成,没有尖角,且圆角半径r0.5t有利用模具寿命。零件冲孔d=29mm,查表1-1,已知材料Q235A屈服点大小235Mpa,选dt为最小孔,满足要求。表 1-1自由凸模冲孔的最小尺寸(mm)材料圆孔方形孔矩形孔长圆孔钢700Mpa钢=400-700Mpa钢t满足设计要求。(2)冲裁精度2.6.7 冲裁断面的表面粗糙度表2.6.8 冲裁件允许毛刺的高度通过查上表2.6.7的冲裁断面的表面粗糙度表Ra=12.5 ;查表2.6.8 冲裁件允许毛
8、刺的高度:新建试模时0.05mm,生产时0.15mm。d为孔直径t为材料厚度计算及说明备注第二章 工艺方案的选择与确定(1) 根据冲裁件的形状,分为冲孔和落料两道工序,且为大批量生产,故选择复合模。(2) 提出可能方案冲裁该零件,所需工序有:(a) 落料(b) 冲直径29mm的孔 根据以上工序,可以有如下方案 方案一:先落料再冲直径29mm的孔; 方案二:在同一模具上同时完成冲直径29mm的孔和落料 比较以上两种方案,第二种方案易实现自动化生产,且生产率高操作安全,适合大批量生产,所以选方案二。(3)冲模的生产过程简图如图1-2图1-2计算及说明备注第三章 搭边与排样(1)确定合理的排样形式根
9、据材料的经济应用原则,材料利用率/0F/ ,利用率越过越经济,同时还要考虑冲裁件的精度要求,精度要求高的要留搭边。 搭边a和a1的数值查表1-4表 1-4搭边a和a1数值(低碳钢) 注:对于其他材料,应将表中数值乘以下系数:中等硬度钢0.9,硬钢0.8硬黄铜11.1 , 硬铝11.2故有: a=2.5(mm)a1=2.2(mm)(2)确定条料宽度和步距每次只冲一个零件的步距A的计算式为:A=D1+2a1=(51+21)+2*2.2=74.2(mm)条料宽度: B=(D+2a)=(18+55)+2*2.5=78(mm)(3)计算利用率选择的排样方式如图1-3所示:材料利用率;工件的实际面积;F0
10、所用材料面积,包括工件面积与废料面积;A 送料进距 (相邻两个制件对应点的距离);B条料宽度。D1平行于送料方向的宽带D垂直于平行于送料方向的宽带计算及说明备注图1-3工件的实际面积:F=5255+3.14*9*9-2*(4*30)-3.14*4*4/2+0.5*3.14*21*21-3.14*(2929)/4=3361.40F0=A*B=74.278=5787.6材料利用率:/0F/=58.08第四章 计算冲压力与压力中心(1)冲裁力的计算普通平刃冲裁模 ,其冲裁力 P一般可按下式计算:FPtL材料抗剪强度: =(1.2t/d+0.6)*b150(MPa)冲孔边缘: L1=293.14=91
11、.06(mm)落料边缘: L2=213.14+2*(30+2*3.14+9*3.14+55)=3.5.02(mm)冲孔力: F1=L1t=91.06150 3=40977 N落料力 : F2= L2t=305.02150 3=137259 N冲裁力 : F0=F1+F2= 178236 N考虑到模具刃口的磨损和凸凹模间隙的波动,材料的机械性能的变化,材料厚度偏差的,实际所需的冲裁力还要增加30,即: F=1.3F0=231706.8 N 材料抗剪强度 ,见附表 (MPa); L冲裁周边总长(mm); t材料厚度(mm)b抗拉强度为235(MPa)d-材料最大宽度计算及说明备注当上模完成 一次冲
12、裁后,冲入凹模内的制件或废料因弹性扩张而梗塞在凹模内,模面上的材料因弹性 收缩而紧箍在 凸模上 。为了使冲裁工作继续进行,必须将箍在凸模上的材料料刮下 ,将梗塞在凹模内的制件或废料向下推出或向上顶出。从凸模上刮下材料所需的力,称为卸料力 ;从凹模内向下推出制件或废料所需的力,称为推料力;从凹模内向上顶出制件需的力,称为 顶件力 (图1-5)。影响卸料力、推料力和 顶件力 的因素很多,要精确地计算是困难的。在实际生产中常采用经验 公式计算:卸料力FF=推料力F1n1F顶件力 FF图 1-4 工艺力示意图由下表1-5查的K=0.045 K1=0.05 K2=0.04材料厚度/(mm)KK1K2钢0
13、.10.1 0.50.5 2.52.5 6.56.50.1 0.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.030.0650.0750.0450.0550.04 0.050.030.040.020.03解得:FQ=0.045178436.7=8029.65 N FQ1=0.05178436.7=8921.84 N FQ2=0.04178436.7=7137.47 N(2)冲裁中心冲模的压力中心,可按下述原则来确定:(a)对称形状的单个冲裁件,冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。(b)工件形状相同且分布位置对称时,冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。(c)形状复杂的
14、零件、多凸模的压力中心可用解析计算法求出冲模压力中心。解析法的计算依据是:各分力对某坐标轴的力矩之代数和等于诸力的合力对该坐标轴力矩。求出合力作用点的座标位置 O0(x0, y),即为所求模具的压力中心如图1-5图1-5其中:X0=(X1+X2+X3+X4+X5)/5=66.2Y0=(Y1+Y2+Y3+Y4+Y5)/5 =51.4P冲裁力(N);K卸料力系数,其值为0.020.06(薄料取大值, 厚料取小值);K推料力系数,其值为0.030.07(薄料取大值, 厚料取小值);K2 顶件力系数,其值为0.040.08(薄料取大值, 厚料取小值);n梗塞在凹模内的制件或废料数量(nh/t);h直刃
15、口部分的高(mm);t材料厚度(mm)。计算及说明备注第五章 初选设备(1)计算压力机的表承压力冲裁时,压力机的公称压力必须大于或等于冲裁各工艺力的总和。采用弹压卸料装置和上出件的模具时:FP总 FFF2=178436.7+8029.65+7137.47=246873.92N247 KN 根据标称压力等参数查表1-7,可初选压力机为:JH23-25压力机型号J23-3.15J23-6.3J23-10J23-16FJH23-25JH23-40标称压力/KN31.563100160250400滑块行程/mm253545707580滑块行程2001701451208055最大封闭高度12015018
16、0205260330封闭高度调节量253535455565立柱间距/mm120150180220270340喉深/mm90110130160200250工作台前后尺寸/mm160200240300370460工作台左右尺寸/mm250310370450560700垫板厚度/mm303035405065垫板孔径/mm100140170210260320模柄孔直径/mm253030404050模柄孔深度/mm405555606070最大倾斜角454535353030电动机功率/kw0.550.751.11.52.25.5表1-7第六章 凸、凹模刃口尺寸的确定已知冲裁件材料为Q235A钢厚度t=3m
17、m,冲裁件精度IT12,查公差表1-8公差表1-8查的各尺寸如下图1-6所示:FP总冲裁各工艺力的总和dd冲孔凹模基本尺寸(mm);dp冲孔凸模基本尺寸(mm);dmin冲孔件孔的最小极限尺寸(mm);制件公差 (mm);x系数计算及说明备注冲裁模刃口尺寸计算的基本原则:落料件尺寸由凹模尺寸决定,冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时,以凹模为基准,间隙取在凸模上;设计冲孔模时,以凸模为基准,间隙取在凹模上。冲裁件内圆孔由冲孔制成,外形为非圆形落料而成,(a)冲孔凸模制造偏差取负偏差,凹模取正偏差。其计算公式如下: dp ( dminx)pdd=(dp+Zmin)+p通过查下冲裁件处始双
18、面间隙表1-9,表1-9 冲裁件处始双面间隙材料厚度mm软铝含碳(0.080.2)%的钢ZminZmaxZminZmaxZminZmax10.040.060.050.070.060.081.20.050.0840.0720.0960.0840.1081.50.0750.1050.090.120.1050.1351.80.090.1260.1080.1440.1260.16220.10.140.120.160.140.182.20.130.1760.1540.1980.1760.222.50.150.20.1750.2250.20.252.80.1680.2240.1960.2520.2240.
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